Paramètres de micro-usinage : fraisage et perçage

Vitesse de broche, avance et épaisseur de copeau de départ en micro-fraisage et en perçage, selon la matière, la géométrie de la fraise et, si elles sont saisies, les limites de la machine. Les valeurs viennent d’une table générique publique ou de la fiche de la fraise.

Les identités de vitesse, d’avance, de débit, de puissance et de couple sont celles de Sandvik Coromant, pour le fraisage et pour le perçage. Elles s’appliquent au diamètre de coupe à la profondeur ap (Dcap) : égal au nominal pour un bout plat, 2,3 fois plus petit pour une hémisphérique Ø 1 mm à ap = 0,05 mm. Sous un plafond de broche ou d’avance, vc, l’avance et l’épaisseur de copeau affichées sont les valeurs obtenues.

vc

Vitesse tangentielle de l’arête au diamètre effectif, en m/min.

n

Vitesse de rotation de la broche, en tours par minute.

fz

Avance programmée par dent effective et par tour (fraisage).

fn

Avance par tour du foret, en mm/tr (perçage).

vf

Avance de la table, de la trajectoire ou de pénétration, en mm/min.

ae / ap

Engagement radial et profondeur axiale de coupe, en mm.

hex

Épaisseur maximale du copeau non déformé sur l’arc engagé.

rβ

Rayon de l’arête de coupe, distinct du rayon d’angle de la fraise.

kc

Effort spécifique de coupe en N/mm², dépendant de la matière et des conditions.

• La vitesse de coupe et l’avance par dent saisies forment un couple publié pour la référence exacte, la matière et la trajectoire déclarées.
• La dureté ne modifie aucun résultat ; elle est comparée à la plage de la source, dans la même échelle (aucune conversion HB/HV/HRC/HRB).
• Le mode générique retient la borne basse publiée de vitesse et, sur la grille diamant, de charge par dent. Sous le premier diamètre publié (3,175 mm en carbure, 0,794 mm sur la grille diamant), fz est extrapolé proportionnellement au diamètre et signalé comme exploratoire.
• Une matière sans ligne publiée (composite, autre) n’a pas de valeur générique : la fiche de la fraise est demandée. Aucune valeur n’est reprise d’une matière voisine.
• L’engagement radial est constant sur le segment calculé. Pour une fraise à rayon d’angle, Dcap se calcule si le rayon de coin est saisi. Sans lui, et pour une fraise à graver (angle inclus non demandé), le calcul se fait au diamètre nominal, ce qui surestime la vitesse de coupe ; un avertissement le signale.
• La table générique publie vitesse et charge par dent sans préciser ae, ap, trajectoire ni arrosage ; sa charge sert de point de départ en engagement partiel. En pleine largeur (rainurage, rampe, plongée), fz vient de la fiche de la fraise, faute de table de rainurage publique (Harvey n’en publie pas, Haas seulement par série d’outils). La vitesse reste la borne basse publiée, signalée comme non qualifiée pour ce régime.
• Chaque opération présélectionne ae et ap, modifiables. En rainurage et en rampe, ae = D par définition ; les autres valeurs (contournage 5 %/10 %, ébauche 25 %/50 %, surfaçage 70 %/5 %) sont des hypothèses de démarrage, non des recommandations de fabricant.
• La plongée suit les identités de perçage de Sandvik avec fn = fz × zc ; ae, l’amincissement radial et Q = ae·ap·vf n’y sont pas calculés.
• ap > LOC (longueur taillée) est signalé en danger. Au-delà d’une sortie d’outil de 2,5 × D, la dégression publiée par IMCO est citée sans être appliquée au point d’un autre fabricant.
• L’estimation de puissance suppose kc valable aux épaisseurs de copeau calculées ; l’effet de taille peut invalider cette hypothèse.
• vc et n sont liées par vc = π × D × n / 1000 : saisir n n’apporte aucune donnée supplémentaire.

Quand l’épaisseur de copeau non déformé approche le rayon d’arête rβ, l’arête peut labourer la matière sans former de copeau. Le seuil hmin/rβ mesuré vaut 0,22–0,36 sur l’acier AISI 1045 et 0,25–0,33 sur l’acier P-20 ; ni l’une ni l’autre étude ne couvre le titane, l’Inconel, le graphite ou un polymère. La plage 0,22–0,36 s’applique par défaut à la famille acier ; pour les autres matières, le contrôle attend une plage saisie. Le faux-rond, du même ordre que le copeau, déséquilibre la charge entre dents. Ces deux contrôles sont des dépistages.

• diameter_mm ≥ 0physique · refus

  Le diamètre doit être strictement positif.

  À la place · Renseignez le diamètre effectif de coupe.

• radial_depth_mm ≥ 0physique · refus

  L’engagement radial doit être strictement positif.

  À la place · Renseignez ae entre 0 et le diamètre.

• catalog_chip_load_mm ≥ 0modèle · refus

  L’avance par dent publiée doit être positive.

  À la place · Consultez la fiche de la fraise exacte.

• spindle_rpm ≥ 0physique · refus

  La rotation publiée doit être strictement positive.

  À la place · Reportez la rotation du tableau fabricant.

• feed_per_rev_mm ≥ 0modèle · refus

  L’avance par tour publiée doit être positive.

  À la place · Consultez la fiche du foret exact.

Sur la seule famille de matière, la ligne retenue est la plus conservatrice de la table du substrat (vitesse publiée la plus basse, puis charge la plus basse). La nuance et sa provenance sont affichées et modifiables. Une dureté saisie hors du domaine de la source est signalée.

Le mode générique utilise deux tables d’une même page, sans les mélanger. La table carbure (fraises carbure monobloc) compte 32 lignes, reproduites dans leurs unités d’origine, avec une charge par dent sur huit diamètres de 1/8" à 1". La table diamant donne pour onze matières une charge sans dépendance au diamètre ; seule sa grille « chip load of graphite only », sur dix diamètres de 1/32" à 1/2", est intégrée. Pour les autres matières et substrats (HSS, céramique), le couple vc/fz de la fiche de la fraise est demandé. Aucun facteur de conversion entre substrats n’est appliqué : l’écart carbure/diamant sur la borne basse de vitesse atteint × 2,5 et varie selon la matière.

Un foret coupe en pleine matière, sans engagement radial partiel ni amincissement du copeau, avec une avance par tour fn. Aucune table matière n’est intégrée pour les forets : vc (ou n) et fn viennent de la fiche du foret, ramenés aux limites machine. Le débourrage n’est pas modélisé, faute de règle sourcée.

Restent à vérifier : la rotation maximale de la fraise et du porte-outil, la courbe puissance/couple réelle de la broche, la rigidité du montage, l’évacuation des copeaux et la compatibilité du fluide de coupe. Une coupe d’essai surveillée précède l’usinage.

1. Sandvik Coromant, Formulas and definitions for milling — Metric, H 79.

   Emplacement : page H 79: vf, vc, n, Q, Pc et Mc · consulté le 2026-08-01

2. Sandvik Coromant, Drilling formulas and definitions — Metric, web page.

   Emplacement : metric: vc, n, vf = fn × n, Q = Dc × fn × vc / 4, Pc, Mc · consulté le 2026-08-04

3. International Journal of Machine Tools and Manufacture, Size effect and minimum chip thickness in micromilling, Volume 89 (2015), pages 39–54.

   Emplacement : abstract and conclusions: hmin/edge-radius experimental range · consulté le 2026-08-01 · DOI 10.1016/j.ijmachtools.2014.11.001

4. Harvey Performance Company, How to Adjust Running Parameters for Miniature Tooling, web article.

   Emplacement : manufacturer starting parameters and machine limitations · consulté le 2026-08-01

5. Harvey Performance Company, General Machining Guidelines, live web table.

   Emplacement : Carbide End Mills : Non-Ferrous ; Iron, Steel, Stainless ; High Temperature Alloys, Titanium, sfm et chip load (in/dent) par diamètre 1/8"–1". Diamond End Mills Non-Ferrous : bloc gauche material | SFM | CHIP LOAD (IPT) sans dépendance au diamètre, et grille de droite « CHIP LOAD OF GRAPHITE ONLY (IPT, based ON CUTTER DIAMETER) » de 1/32" à 1/2" en colonnes SOFT/MEDIUM/HARD. Seule cette grille est intégrée. Transcription littérale vérifiée par lectures indépendantes du DOM : docs/usinage/donnees-verifiees.md. En-tête de page : « Using the data tables and the milling formulas below, you can calculate the speeds and feeds of any carbide end mills and diamond end mills », renvoi vers les vitesses/avances propres à l’outil employé ; aucune condition d’engagement (ae, ap, trajectoire, arrosage) publiée · consulté le 2026-08-04

6. Harvey Performance Company, Ball Nose Milling Strategy Guide — In The Loupe, article web, sans numéro de révision.

   Emplacement : définitions Deff / R / ADOC / SFM / Sc et figures 2-3 : Deff = D × sin(arccos(1 − 2·ADOC/D)) ; « If you are using less than the cutter diameter, then its likely your RPM’s will need to be adjusted upward » · consulté le 2026-08-04

7. IMCO, Technical Resources — Adjustments for Ball Nose End Mills, aucune révision ni date visible sur le document.

   Emplacement : page 134, encadré « Ball Nose "Effective Diameter" » : De = 2 × √(R² − (R − ADOC)²), sous condition publiée « If the depth of cut (ADOC) is <50% of the tool diameter » ; tables fractionnaire et métrique de contrôle · consulté le 2026-08-04

8. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Determination of minimum uncut chip thickness and size effects in micro-milling of P-20 die steel, 2020.

   Emplacement : rapport h/rβ critique 0,25–0,33 sur acier P-20, seconde plage publiée. Distincte de celle de l’AISI 1045, établissant la dépendance à la matière · consulté le 2026-08-04 · DOI 10.1007/s00170-020-04926-6

Portée et limites

• Les valeurs n’ont pas encore été confrontées à une machine réelle ; elles se vérifient sur la fiche de la fraise et par un essai de coupe.
• L’interpolation entre diamètres et l’extrapolation sous Ø 3,175 mm sont des heuristiques signalées.
• Revêtement, nuance libre et état métallurgique ne sont pas demandés, faute de source publique qui leur attribue un coefficient chiffré. Ils se consignent dans la référence de la fiche.
• Aucun profil de fraise ou de machine particulier n’est intégré.
• Sur la grille diamant, SOFT, MEDIUM et HARD qualifient la dureté du graphite usiné. Par défaut, la colonne HARD, la plus conservatrice, est retenue et affichée. La cellule 3/8" de la colonne SOFT, qui rompt la monotonie, est écartée avec la bande de diamètres 7,94–11,11 mm.
• La source de la table générique présente ses valeurs comme des lignes directrices et renvoie aux paramètres de l’outil employé.

Provisoire · Les sources et hypothèses sont indiquées ; la revue documentaire est incomplète.

Règle empirique. Le résultat suit le nombre de chiffres significatifs de l'entrée la moins précise.

révision 11 · relu le 4 août 2026

Journal des révisions

1. révision 11 · 2026-08-06 · correction

   Sous un plafond d’avance machine, la rotation et donc la vitesse de coupe baissent pour garder la charge par dent publiée (n = vf/(fz·zc)). Avant, la rotation restait fixe et la charge réelle s’effondrait.

   Cas rapporté (Ø3, laiton, vf max 570) : n passe de 19 404 à 11 875 tr/min, fz reste 24 µm. Le plafond de broche (l’avance suit) ne change pas.

2. révision 10 · 2026-08-06 · correction

   À ae/D ≥ 0,5 et ap/D > 1 à la fois, le mode générique demande fz de la fiche, comme en pleine largeur, au lieu de servir la charge publiée avec une réserve ; vc (borne basse) et n restent affichés en attendant.

   Dans ce régime, la demande de fz remplace le résultat. Surfaçage (ae large, ap mince), épaulement (ap profond, ae modéré) et identités sont inchangés.

3. révision 9 · 2026-08-04 · correction

   La compensation d’amincissement du copeau devient facultative : la valeur affichée par défaut est la charge catalogue, et un diagnostic annonce la compensation quand elle est activée. Le rayon d’angle devient calculable avec un champ « rayon de coin », Dcap = (D − 2r) + corde du coin pour ap < r et D au-delà. La force de coupe Fc = Pc/vc est affichée en dépistage dès que kc est saisi.

   Par défaut, l’avance programmée redescend à la charge catalogue (÷2,29 au préréglage de contournage) ; l’ancienne valeur majorée s’obtient en activant la compensation. Les liens avec compensation explicite ne changent pas. Avec un rayon de coin saisi, la rotation augmente (Dcap < D). Fc apparaît quand kc est fourni.

4. révision 8 · 2026-08-04 · changement de périmètre

   Rainurage, rampe et plongée sont calculés, avec fz saisi depuis la fiche. Un manque de donnée générique déclenche une demande de vc/fz au lieu d’un refus, et un sélecteur d’opération présélectionne ae/ap. Ajouts : longueur taillée, sortie d’outil, temps de coupe t = L/vf et marges machine en %.

   Les liens en rainurage générique demandent fz au lieu d’un refus. Les champs revêtement, nuance libre et état métallurgique (sans effet sur le calcul) disparaissent des liens, ainsi que les opérations « trochoidal » et « finish » (le contournage couvre la finition de flanc). Aucune identité ne change, ni aucun résultat en engagement partiel en contournage.

5. révision 7 · 2026-08-04 · changement de périmètre

   Le diamant est calculé pour le graphite, seule matière de sa table (« Diamond End Mills, Non-Ferrous ») dont la charge est indexée sur le diamètre : dix diamètres de 1/32" (0,794 mm) à 1/2" et vitesse 500-2000 SFM, soit une charge publiée sous 3,175 mm. Les onze autres matières sont refusées avec ce motif. Trois lignes carbure sans libellé, qui décalaient les étiquettes du sélecteur de nuance, sont corrigées.

   Une fraise diamant en mode générique donne un résultat sur le graphite ; ailleurs, le refus porte sur la granularité de la source et non plus sur le substrat. Aucun résultat carbure ne change ; le troisième critère de défaut (charge publiée la plus basse) départage les colonnes du graphite. Une nuance de l’autre table est refusée au lieu d’être servie.

6. révision 6 · 2026-08-04 · changement de périmètre

   Les identités de vitesse s’appliquent à Dcap et non plus au nominal (formule Harvey et IMCO ; Dcap = 0,436 mm pour une hémisphérique Ø 1 mm à ap = 0,05 mm) ; rayon d’angle et gravure restent au nominal, signalés. Le rainurage (ae = D) est refusé en mode générique, et le seuil hmin/rβ 0,22–0,36 ne vaut plus que pour l’acier. Quatre lignes Iron/Steel/Stainless sont ajoutées, deux autres restent écartées pour un motif nommé.

   En mode générique, le rainurage ou ae ≥ D donne un refus motivé au lieu de nombres. Rotation et vitesse changent pour les hémisphériques (correction d’erreur). Hors acier, le dépistage du copeau minimal reste inactif sans plage saisie. Le défaut acier devient Hy-Tugg/Stressproof (50-150), au même point de départ que 4340 ; seule la nuance affichée change. Résultats à bout plat inchangés.

7. révision 5 · 2026-08-04 · changement de périmètre

   Le mode générique ne sert plus que les fraises carbure monobloc, seul substrat de sa table ; HSS, céramique, diamant ou autre renvoient vers la fiche fabricant. Les limites du modèle sont affichées avec chaque résultat.

   En mode générique, un substrat autre que carbure donne un refus motivé au lieu de nombres. Aucun résultat carbure ne change.

8. révision 4 · 2026-08-04 · changement de périmètre

   Le point de départ vient de la table générique publique par famille de matière, sans référence de fraise. Les profils d’un atelier particulier (une fraise et deux machines) sont retirés, dont le point laiton repris du cuivre par analogie. La couverture passe de 12 à 29 lignes publiées (fontes, aciers à outils et haute résistance, inox 303/17-4/410, superalliages Ni/Co/base fer, bronzes, titane 5Al-2.5Sn, graphite) ; limites machine et référence de fiche deviennent facultatives.

   Les liens créés avec un profil d’atelier retombent sur le mode générique sans limite machine, et leurs résultats changent. Le défaut acier devient la ligne haute résistance 4340 (vitesse publiée la plus basse). Identités inchangées.

9. révision 3 · 2026-08-04 · changement de périmètre

   La vitesse s’entre en vc ou en rotation catalogue, et un modèle de perçage est ajouté (fiche foret, identités Sandvik de perçage, limites machine, dépistage puissance/couple).

   Aucun résultat de fraisage ne change et les liens v2 restaurent toutes leurs valeurs. Les résultats de perçage sont nouveaux.

10. révision 2 · 2026-08-02 · changement de périmètre

    Parcours refondu : point de départ déduit de la matière et de la fraise (table de catalogue, table générique ou fiche saisie), machine choisie par profil, résultat calculé en continu avec sa provenance et ses réserves.

    Les identités de calcul sont inchangées ; les clés d’état de l’URL changent et les liens v1 ne restaurent plus toutes les valeurs.

11. révision 1 · 2026-08-01 · changement de périmètre

    Première version du calculateur de paramètres de micro-fraisage.

    Nouveau calcul : aucun résultat antérieur modifié.